（通信与信息系统专业论文）dynamic+bit+allocation+mccdma+for+ngn.pdf

d y n a m i c b i ta l l o c a t i o nm c - - c d m af o rn g n ad i s s e r t a t i o n b y i b o m ，u c h e n n a y ao b o ( 0 5 8 2 9 5 ) s u b m i t t e dt ot h e s c h o o lo ft e l e c o m m u n i c a t i o ne n g i n e e r i n g b e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s ta n dt e l e c o m m u n i c a t i o n i np a r t i a lf u l f i l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f d o c t o ro fp h i l o s o p h y c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m n i c a t i o na nn f o ri 12 t ha p r i l2 0 0 9 2 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特j | l , 1 ) j l l 以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 日期：剧卑擅 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授 日期： 日期： 3 a b s t r a c t b y i b o m ，u c h e n n a y ao b o ( 0 5 8 2 9 5 ) s u p e r v i s o r ：p r o f y a n gd ac h e n g d e p a r t m e n to fc o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m b u p tw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nl a b o r a t o r y d y n a m i cb i ta l l o c a t i o nm c - c d m a f o rn g n t h i r dg e n e r a t i o n ( 3 g ) m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e sl i k e c d m a 2 0 0 0 ，w c d m a a r ea l r e a d yi nd e p l o y m e n ti nm a n yc o u n t r i e sa n d t d - s c d m aw i l ls o o nb ed e p l o y e di nc h i n ai na d d i t i o nw i t ho t h e rt e c h n o l o g i e s t h e s ea r ec h a n g i n gt h ew a yw ec o m m u n i c a t e ，c o n d u c tb u s i n e s s ，a c c e s s i n f o r m a t i o n ，a n db e i n ge n t e r t a i n e do v e rt h em u l t i m e d i as u p e rh i g h w a y 3 g s e r v i c e se n a b l eu s e r st om a k ev i d e oc a l l st ot h eo f f i c ea n ds u r ft h en e t s i m u l t a n e o u s l y ，o rp l a yi n t e r a c t i v eg a m ew h e r e v e rt h e ym a yb e a l t h o u g h b a n d w i d t ho fc u r r e n t3 gt e c h n o l o g i e sp r o m i s eb u r s tr a t e su pt o3 8 4 k b sa n d 2 m b sf o rv e h i c u l a ra n di n d o o ra p p l i c a t i o n sr e s p e c t i v e l y ，t h ea v e r a g e t h r o u g h p u tp e ru s e ri sn o te x p e c t e dt ob em o r et h a n17 1k b sd u r i n gt h ep e a k h o u r s t h i sb a n d w i d t hi sa d e q u a t et om e e tt h en e e d sf o rv o i c e ，b a s i cd a t a c o m m u n i c a t i o na n dw i r e l e s si n t e r n e ta c c e s s ，b u tn o te n o u g hf o rn e w i n t e r a c t i v em u l t i m e d i as e r v i c e ss u c ha sm u l t i - p a r i t yv i d e oc o n f e r e n c e a ss u c h t h e r ei sd e m a n dt od e v e l o pan e wp h y s i c a ll a y e rt h a tc a ng i v eh i g h e r b a n d w i d t h t h e s ef u t u r en e t w o r k sh a v e b e e nt e r m e dn g n ( n e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k s ) t h em a i nf e a t u r e so fs u c has y s t e mw i l lb eg r e a t e rc a p a c i t ya n d a c c e s ss p e e di nt h ed o w n l i n k t h ev i s i o no fn g nw i r e l e s s m o b i l es y s t e m sw i l l b et h ep r o v i s i o no fb r o a d b a n da c c e s s ，s e a m l e s sg l o b a lr o a m i n g ，a n d i n t e r n e t d a t a v o i c ee v e r y w h e r e ，u t i l i z i n gf o re a c ht h em o s ta p p r o p r i a t ea l w a y s c o n n e c t e dt e c h n o l o g y 。 4 m u l t i - c a r r i e rc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ( m c c d m a ) i sap r o m i s i n g c a n d i d a t ef o rt h ea i ri n t e r f a c eo fn g nw i r e l e s sn e t w o r k s m c c d m ai s e s s e n t i a l l ya no r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ( o f d m ) t e c h n i q u e w h e r et h ei n d i v i d u a ld a t as y m b o l sa r es p r e a du s i n gas p r e a d i n gc o d ei nt h e f r e q u e n c yd o m a i n t h es p r e a d i n gc o d ea s s o c i a t e dw i t hm c - c d m ap r o v i d e sa m u l t i p l ea c c e s st e c h n i q u ea sw e l la si n t e r f e r e n c es u p p r e s s i o n i ti sv e r y e f f i c i e n ti ns p e c t r u mu s a g ea n di ti sv e r ye f f e c t i v ei ns p e c t r u ms e l e c t i v e c h a n n e l t h en g nn e t w o r k sa r ep r e d i c t e dt op r o v i d ep a c k e td a t at r a n s m i s s i o n r a t e so f5 m b p si no u t d o o r - m a c r o c e l l u l a re n v i r o n m e n t sa n du p2 0 m b p si n i n d o o r - m i c r o c e l l u l a re n v i r o n m e n t s 1 nm c c d m a s y s t e m s ，an u m b e ro fs u bc a r r i e r sp e ru s e ra r eu s e df o rt h e h i g h r a t ed a t at r a n s m i s s i o n ，a n de a c hd a t am o d u l a t e db yad i f f e r e n ts u b c a r d e ri st r a n s m i t t e dt h r o u g had i f f e r e n tf r e q u e n c yb a n d e a c hd a t au n d e r g o e s ad i f f e r e n tc h a n n e ic o n d i t i o na n da r r i v e sw i t had i f f e r e n te r r o rr a t ea tt h eb a s e s t a t i o n b yt r a n s m i t t i n gm e s s a g e d a t at h r o u g ha l lt h es u bc h a n n e l sb a s e do n t h ec h a n n e ls t a t ei n f o r m a t i o n ( c s i ) ，an e wd a t at r a n s m i s s i o ns c h e m ec a l l e d “d y n a m i cb i ta l l o c a t i o nm u l t i c a r r i e rc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s sf o rn e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k s ”l si n t r o d u c e di nt h i sd i s s e r t a t i o n i nt h i ss y s t e m ，t h e c s i - sa s s u m e dt ob ek n o w nt ot h et r a n s m i t t e r t h e nt h eb a s es t a t i o nt r a n s m i t s t h ed a t ab a s e do nt h ec s ib yu s i n gt h ep r i n c i p l eo fd y n a m i cb i ta l l o c a t i o n s i m u l a t e dr e s u l t sh a v es h o w nt h a ta d a p t i v em c - c d m a y i e l d sah i g h e rs y s t e m c a p a c i t yt h a nac o n v e n t b n a lm c - c d m a 5 a b s t r a c t t a b l eo fc o n t e n t 4 l l s l ro ff i g u r e s 。8 u s i to ft a b l e s l o u 1 1w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t 叫1 2 ，1 1c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s j ： ，2 o r t h o g o n a lf r e q u e n c y d i v i s i o nm u l t i p l e x i n g j 3 7 ，3n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k s 】7 q f 1 2p r o p a g a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fm o b i l er a d i oc h a n n e l s 1 6 ，：2 ：1a t t e n u a t i o n j7 ，：2 ：2 m u l t i p a t he f f e c t & j ，2 - 3 d o p p l e rs ，危2 i 1 3m u l t i c a r r i e rc d m a a n dl i t e r a t u r er e v i e w 2 2 1 4d i s s e r t 期o nc o n t r i b u t i o na n ds c o p e 2 6 o f d ma n dc d m af u n d a m e n t a l s 2 1m u l t i p l ea c c e s st e c h n i q u e s 2 8 ：2 ：1 1 f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 2 z 2 - ，2 刀m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 一2 9 j 2 ：1 3c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 3 1 2 2o 阿刑o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s l o nm u u l p l 曰a n g 3 2 2 2 - 1 i m p l e m e n t a t i o no ，d ，- d 肼s y s t e m 3 6 2 2 20 f 口mc h a n n e la n di t se f f e c t ：粥 2 2 3 c y c l i cp r e f i xa n dl c l l no f d ms y s t e m s 。3 9 2 3c o d eo m s i o nm u u l p l ea c c e s s 五5 2 2 3 - 1 s p r e a d - s p e c t r u mm o d u l a t i o nt e c h n i q u e s 贸 2 3 - 2刚c o d e 5 6 j 2 ：，：3n e a r f a re f f e c ta n df a d i n g 3 6 2 3 4c d m ap r o c e s sg a i n 5 8 2 - 3 百c d m 4g e n e r a t i o n 6 d 2 3 6c d m 4f o r w a r dl i n ke n c o d i n ；6 2 2 3 7c d m 4r e v e r s el i n ke n c o d i n g 6 3 m u l t l c a r r l e rc d m a 3 1 m c - c d m af u n d a m e n l - a l 6 4 3 2 m u l t i c a r r i e r - c d m a 6 8 3 2 - 1 朋c - d s c d 朋| a 6 9 3 2 2m u l t i - t o n ec d m a ( m t - c d m a ) 7 1 d y n a m i cb i ta l l o c a t i o nm c - c d m a 。7 3 4 1a d a p t i v em o d u u _ t i o n 7 3 6 4 ，1 a d a p t i v e 朋d c d j 瞄m o d u l a t i o ns c h e m e s 。刀 4 - ，2 a d a p t i v em o d u l a t i o ns c h e m e a 7 6 4 - ，3 a d a p t i v em o d u l a t i o ns c h e m eb 册 4 2 s y s t e md e s c r l f 叮i o n 。8 l 4 - 2 - ， c 二c d 朋饵t r a n s m i t t e r 8 j 4 2 - 2 朋d c d 朋噙r e c e i v e r & 罗 4 3b e ra n a l - y s l s 8 5 4 d y n a m i cb r ra l l o c a o na l g o r i t h m 8 7 4 5s i m u l a r i o na n dr e s u u s 8 8 i n t e r f e r e n c ea n a l y s l sl nd b am c - c d m a 5 1i c ia n a l y s mf o rd b am c - c d m a 9 9 5 2i n r e r f e r e n c er e s i 朝瞻n c e 眦d b am c - c d m a 1 0 2 c h a n n e la n a iy s l si nd b am c c d m a 。l 嘶 6 1c h a n n e le s m 朋o nf o rd b am c - c d m a 1 0 6 6 1 2t i m ev a r i a t i o n so nc h a n n e lc o m p e n s a t i o nf o rd b am c - c d m a 。1 0 8 6 3d e l a ys p r e a do nc h a n n e lc o m p e n s a t i o nf o rd b am c - c d m a 。1 0 9 c o m b i n i n gs c h e m e si nd b am c - c d m a 1 1 4 7 1d i v e r s l l r ya n dc o mb i n i n g 1 1 4 7 2m a x i m a lr a t i oc o m b i n i n g ( m r c ) 1 1 5 7 3e q u a lg a i nc o m b i n i n g ( e g c ) 1 1 6 7 4m i n i m u mm e a ns q u a r ee r r o rc o m b i n i n g ( m m s e c ) 1 1 7 c o n c l u s l o n 8 1c o n c l u s l o n 1 2 0 8 2f u t u r ew o r k 1 2 1 r e f e r e n c e a b b r e v i a t i o n sa n da c r o n y m s 1 2 2 1 2 9 a p p r e c i j l i r t i o n 1 3 l d e d l c a t l 0 n p a p e r sp u b u s h e dd u r i n gp h dp e r i o d 7 1 3 2 1 3 3 l i s to ff l g u r e s f i g u r e1 1e v o u j t i o n st 0 i ： r d s4 j 1 6 f i g u r e1 2r a d l 0p r o p a g a t i o ne f f e ( 珂s 1 8 f i g u r e1 。j im u l t i p a t hs i g n a l s 1 9 f i g u r e1 4m u l t i p j 町- hd e u s p r e a d 2 1 f i g u r e2 1f o m as y s 1 e m 2 9 f i g u r e2 2t d m a 、y s t e m 3 0 f i g u r e2 j it d m a - f d m as y s t e m 3 1 f i g u r e2 4c d m as y s t e m f i g u r e2 5o f d mm o d u i 1 1 _ o r 3 5 f i g u r e2 6o f d md e m o d u ia r o r 3 5 f i g u r e2 7b l o c kd i a g r a mo fo f d mt r a n s m i t r e r 3 7 f i g u r e2 8b l o c kd i a g r a mo fo f d mr e c e l v e r 。3 8 f i g u r e2 9e f f e c to fc y c u cp r e f o no f d m 。4 1 ) f i g u r e2 1oo f d mt r a n s c e w e rw i t hc y c u cp r e f i x 4 4 f i g u r e2 11p e r f o r m a n c eo fo f d mi nam u l t i p a t hc h a n n e l 4 5 f i g u r e2 12e r r o rf l o o rd u et oi c if o rv a r l o u sn u m 8 e 只so fs u b c a r r i e r s ( n ) 4 7 f i g u r e2 1 3e f f e c to fi c lo n t h es i g n a l t oi n t e r f e r e n c er a t l 0 4 8 f i g u r e2 14p o w e rs p e c t r a ld e n s r r yo ft h eo f d ms i g n a l 4 9 f i g u r e2 15w i r e l e s sm u l t i p a t hp r o p a g ：t 1 0 n 4 9 f i g u r e2 16s p r e a d s p e c t r u ms i g n a l si nc d m as y s l - e m s 5 5 f i g u r e2 17n e a r - f a re f f e c 可5 8 f i g u r e2 18c d m a t r a n s m i s s i o n 。6 0 f i g u r e2 19b a s i cc d m a t r a n s m i t t e r 6 1 f i g u r e2 2 0c d m as i g n a l s 6 1 f i g u r e3 1c o m p a r l s o n so ff d m a 。t d m a ，a n dc d m a 6 5 f i g u r e3 2b l o ( ：kd l a g r a mo fm c - c d m as y s t e m 6 7 f i g u r e3 3m c d sc d m a t r a n s m l l _ r e r 7 0 f i g u r e3 4m c - d sc d m ar e c e n e r 7 0 f i g u r e3 5m t - c d m a t r a n s m i t t e r 7 1 f i g u r e3 6m t - c d m ar e c e i v e r 7 2 f i g u r e4 1m c c d m a t r a n s m l l _ r e r 8 2 f i g u r e4 2m c c d m ar e c e e r 8 4 f i g u r e4 3a d a p t l v em c - c d m as y s t e mm o d e l 9 0 f i g u r e4 4 ab e rv ss n ro fa d a p t i v em c - c d m a a n dc o n v e n t i o n a lm c - c d m a w i t hn u m b e r o fa c t i v eu s e r s 汀4 9 2 f i g u r e4 4 bb e rv ss n ro fa d a p t i v em c c d m a a n dc o n v e n l l o n a lm c c ；d m a w i t hn u m b e r o fa c 可i v eu s e r s 兵r8 9 3 f i g u r e4 4 cb e rv ss n ro f a d a p t i v em c - c d m a a n dc o n v e n t i o n a lm c c d m a w i t hn u m b e r o fa c t i v eu s e r s 1 - 16 9 4 f i g u r e4 4 db e rv ss n ro f a d a p l l v em c c d m a a n dc o n v e n l l 0 n a lm c - c d m a w i t hn u m b e r o fa c t i v eu s e r sa t3 2 9 ：； f i g u r e4 5b e rv sd o p p l e rf r e q u e n c yo fd b am g c d m a a n dc o n v e h m o n a lm c c d m a 9 6 8 f i g u r e4 6b e rv sr m sd e l a ys p r e a do fd 队m c c d m a a n dc o n v e n n o n a lm c - c d m a 9 7 f i g u r e5 1n o r m a l l 2 墨di c ip o w e rf o rad b am c c d m as i g n a l ( n = 10 2 4 ) 1 0 1 f i g u r e5 2n o r m a l i z e di c ip o w e rf o r t h ec e n t e rs u b c a r r i e ri f o t = 0 2 ) 。1 0 2 f i g u r e5 3p e r f o r m a n c eo fd 队m c c d m ai np r e s e n c eo fi n t e r f e r e r s ( s i r = 0 d b ，f d t = 0 0 1l 1 0 3 f i g u r e5 4p e r f o r m a n c eo fd b am c - c d m ai np r e s e n c eo fn a r r o w b a n di n t e r f e r e r 8f o r v a r y i n gs p r e a d i n gc o d el e n g t h s s i r = 2 0 d b ，f j = 0 0 1 1 0 5 f i g u r e6 1f r a m ef o r m a to fm c - c d m as h o w i n gp i l o t sm u l t i p l d 汇dw i t hd a t as y m b o l s 一1 0 7 f i g u r e6 2e f f e c to ft i m ev a r i a t i o n so nc h a n n e lc o m p e n s a t i o nf o rd b am c c d m au s i n g t h ef f tm e t h o d ( 6 4p i l o t sp e rb l o c k 。s p r e a d i n gf a c t o r = z i ) 1 0 9 f i g u r e6 - 3e f f e c to fd e l a ys p r e a do nc h a n n e lc o m p e n s a t i o nf o rd 队m c c d m au s i n g t h ef f tm e t h o d ( s 4p i l o t sp e rb l o c k ，s p r e a d i n gf a c t o r = 4 ，f j = 0 0 1 ) d e l a y sm e x p r e s s e d ，i 嚆；n u m b e ro fs a m p l e s 1 1 0 f i g u r e6 4c u b i cs p u n ec h a n n e le s t l h i a l l o np e r f o r u 妣ef o rm c c d m af o rv a r i o u s c h a n n e ld e l a ys p r e a d s d e l l ys p r e a d e x p r e s s e di nu n i t so fs a m p l e s 1 1 2 f i g u r e7 1m c c d m ad i v e r s i t yc o m b i n e r 1 1 4 f i g u r e7 2m c c d m as e l e c t i o nd f v e r s r r y 1 1 5 f i g u r e7 3m c - c d m am a x i m a lr a t i oc o m b i n i n g 1 1 6 f i g u r e7 4e q u a lg a i nc o m b i n i n g 1 1 7 f i g u r e7 5p e r f o r m a n c ec o m p a r i s o no fd b am c - c d m a a n dc o n v e n t i o n a lm c - c d m a ： e ；e ：rv sn u m b e ro fu s e ll s 1 1 8 9 l l s to ft a b l e s t a b l e1 ：c o m p a r i s o no fd s - - c d m a , m c - d s c d m a , m t - c d m a a n dm c - c d m a 7 2 t a b l e2 ：s y s t e ms p e c i f i c a t i o n s 8 9 t a b l e3 ：c h a n n e ls p e c i f i c a t i o n s 9 1 1 0 c h a p t e ro n e i n t r o d u c t i o n t h i r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m se n a b l eu s e r st om a k ev i d e o c a l l st ot h eo f f i c ea n ds u r ft h en e ts i m u l t a n e o u s l y , o rp l a yi n t e r a c t i v eg a m e w h e r e v e rt h e ym a yb e a l t h o u g hb a n d w i d t ho fc u r r e n t3 gt e c h n o l o g i e s p r o m i s eb u r s t r a t e su pt o3 8 4 k b sa n d2 m b sf o rv e h i c u l a ra n di n d o o r a p p l i c a t i o n sr e s p e c t i v e l y , t h ea v e r a g et h r o u g h p u tp e ru s e ri sn o te x p e c t e dt o b em o r et h a n17 1k b sd u r i n gt h ep e a kh o u r s 【9 】t h i sb a n d w i d t hi sa d e q u a t e t om e e tt h en e e d sf o rv o i c e ，b a s i cd a t ac o m m u n i c a t i o na n dw i r e l e s si n t e r n e t a c c e s s ，b